CAMS:再分析与预报的研究使用
CAMS 支持大气成分背景与比较研究;EAC4 与业务预报按不同产品和时间结构解释。获取步骤见 CAMS 技能。
分清来源与产品
| 产品 |
生产与获取 |
使用含义 |
| CAMS EAC4 全球再分析 |
CAMS/ECMWF 结合大气化学模式与观测同化,ADS 提供下载 |
历史成分场的模式约束估计;面向长期比较时仍检查观测变化、物种/层次和验证结果 |
| CAMS 全球成分预报 |
CAMS/ECMWF 由同化分析初始化并向未来积分,ADS 提供下载 |
保留起报时间、预报时效和系统版本;业务升级会改变连续性,不能直接拼成一致历史趋势 |
卫星等观测约束模式,不意味着每个地面 PM2.5 格点都有对应站点实测。CAMS PM2.5 是模式产品,不能标为国控站原始观测;AOD、地表质量浓度、气体混合比及柱总量分别管理。系统和同化资料说明见官方预报文档。
误差与适用性
- 模型与输入:化学、气溶胶过程、输送、初始/边界条件及排放输入存在不确定性;不能把与站点的差异全归于某一个过程。
- 观测与同化:约束的物种、垂直敏感性和覆盖不等于地表 PM2.5 全覆盖,且可能随时期变化。EAC4 不是无误差的“真值”。
- 网格代表性:粗网格场和局地站点对地形、局地污染及边界层过程的表达不同;记录抽取位置、距离、地表层定义和代表性。
- 预报时效与升级:误差随地区、物种、起报和时效变化;按 leadtime 分层评价,跨系统版本分段检查。不把多次起报的重叠时次当成独立观测。
EAC4 选择适用时期的官方验证报告,业务预报参考官方全球服务验证入口。报告结果按物种、地区和时段阅读,不给所有 PM2.5 场套同一个误差百分比。文件内容检查不能代替独立观测评价。
规范化处理
- 固定变量与垂直定义:产品 ID、参数身份、地表/模式层/气压层、网格和单位一起记录;名称近似不等于物理量一致。
- 逐变量转换单位:仅当 PM2.5 元数据为
kg/m³ 时,转 µg/m³ 乘 10^9;保留原值与转换说明。气体 kg/kg 等混合比需另有密度/温压及相应公式,不能照搬此系数。
- 建立唯一时间键:EAC4 保留原 UTC 时次;预报以“产品/系统版本、起报时间、leadtime、变量、层次、网格”标识,计算
valid_time = forecast_reference_time + leadtime,按键排序而非文件内顺序。
- 处理重复有效时间:对滚动预报预先规定固定起报或时效选择。预报评价只选当时实际可取得的数据,不使用未来起报结果制造事后优势;不默认平均多个起报。
- 计算日尺度:先定义自然日与采样支持。若选取 3 小时瞬时场,完整 UTC 日通常有 00、03、…、21 共 8 个样本;均值属于该采样方案的估计,不能声称有 24 个实测小时。覆盖要求和时间加权按所选字段定义;不套 PM2.5 站点的 20 小时门槛。
- 标记缺失和异常:缺文件/时次、非有限值与单位/层次错误分别处理。缺时效不以其他起报无标记替代;不以零填补缺测。
- 站点或模型配准:分别核对 UTC/当地时间、小时/日平均、浓度温压状态、网格/站点支持及单位;空间插值、偏差订正和 GEOS-Chem 边界转换另行适配。订正只用训练期数据拟合,评估集保持独立。